四川省成都市2023年中考物理试卷 B卷

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四川省成都市2023年中考物理试卷 B卷

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四川省成都市2023年中考物理试卷 B卷
一、选择题(每小题2分,共10分。有的小题只有一个选项符合题目要求;有的小题有二个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分)
1.(2023·成都)我们生活在能量的世界,社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识,下列说法正确的是(  )
A.做功过程实质是能量的转化或转移过程
B.能量转化具有方向性,所以能量不守恒
C.核燃料能量转化效率可达100%,需大力发展
D.煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
2.(2023·成都)“因为有了光,自然界才绚丽多彩,世界才生机勃勃……”,下列对光现象描述正确的是(  )
A.太阳发出的光沿直线传播到达学校操场
B.太阳光照在人身上的反射不遵循光的反射定律
C.通过天文望远镜看到月球环形山,此时像与物等大
D.白光经三棱镜分解成的彩色光,可通过凸透镜合成白光
3.(2023·成都)小美在老师指导下进行了以下实验:甲、乙两烧杯各装100g水,用酒精灯加热甲烧杯,煤油灯加热乙烧杯,直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯,测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像(如图)。若水沸腾前质量不改变,同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,,,,则下列说法正确的是(  )
A.整个过程,甲杯中的水吸收的热量更多
B.前3分钟,乙杯中的水吸收的热量为
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为
D.酒精灯加热的效率为28%
4.(2023·成都)如图甲所示装置,小欢用力F向下拉绳子,使物体M在水平地面匀速移动,地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N,动滑轮重为5N,,。物体M从a点到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系如图乙,不考虑物体大小对运动的影响,忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦,对此过程的分析,下列结论正确的是(  )
A.绳子自由端移动的距离为15m
B.拉力F做的功为840J
C.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
D.物体从ab段到bc段,滑轮组的机械效率变大
5.(2023·成都)如图所示的电路,电源电压U恒定不变,,,滑动变阻器标有“”字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A。当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,电流表的示数为0.8A;当开关S接通触点2,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值为;当改变滑片位置、开关S接不同触点,在保障电路安全的情况下,电路工作的最大电流和最小电流分别为和。下列计算正确的是(  )
A. B.的范围为
C. D.电路工作的最小功率
二、综合题(共10分。第7题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分)
6.(2023·成都)某品牌电吹风铭牌上标有“220V 2000W”字样,有“断开、冷风、慢速中温、快速高温”四个档位。物理兴趣小组同学把此款电吹风拆解后,发现有两条不同的电阻丝绕于支架上并置于出风筒内,经研究后画出了简化电路图(如图)。
(1)同学们研究说明书和电吹风内部结构后,有以下认识,其中不合理的是______。
A.说明书提示“请勿在手湿的情况下使用”,主要是为了防止触电或引发短路
B.说明书提示“请勿在使用过程中用手触摸出风口”,主要是为了避免烫伤
C.电吹风额定功率是指电吹风正常工作时的最大发热功率
D.绕电阻丝的支架应采用绝缘、耐高温材料制作
(2)开关S与0、1两触点接触时,电吹风处于“慢速中温”档;开关S与2、3两触点接触时,电吹风处于“快速高温”档。两档相比,电动机在“快速高温”档转得更快,原因是   。
(3)同学们进一步研究发现该电吹风具有过热自动断电保护功能,其内部有一个双金属片开关,当温度达到设定值,双金属片开关自动断开,电吹风停止工作,待温度下降到安全值后又自动接通。则双金属片开关应安装在图中的   点(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(4)同学们在组长家中采用以下步骤测量电吹风的实际功率:
①测量开始前关闭家中所有用电器,记录智能电能表示数为;
②将电吹风调至“快速高温”档工作4分钟断开开关,记录电能表示数为;
③根据实验数据,计算电吹风在“快速高温”档工作的实际功率为   W。
7.(2023·成都)如图所示,薄壁长方体容器A放在水平桌面上,底面积为,高为12cm,质量为。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm,质量分别为,。已知,。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。
(1)求容器A对水平桌面的压强。
(2)若将B缓慢放入容器中,请分析B平衡时的状态,并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量。
(3)若将C放在B上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时C与B的接触面水平,求C对B的压力。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】能量守恒;能量及其存在的不同形式
【解析】【解答】A.做功的过程是能量转化或转移的过程,例如:摩擦生热,机械能转化为内能;风吹帆船前行,属于机械能的转移,故A正确;
B.能量的转移与转化具有方向性,所有能量在转化和转移的过程中,能量是守恒的,故B错误;
C.由于有不可避免的损耗,核燃料能量转化的效率不可能达100%,故C错误;
D.远古时期陆地和海洋的植物通过光合作用,将太阳能转化为生物质能,它们死后身体埋藏在地下和海底腐烂,多年之后形成化石能源,所以煤、石油、天然气等化石能源其根本来源是太阳能,故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据做功的本质判断;
(2)根据能量守恒定律判断;
(3)由于有不可避免的能量损耗,能量转化的效率不可能达100%;
(4)人们使用的风能、水能、化石能源都是间接来源于太阳能。
2.【答案】D
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射;光的色散;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.地面上方的空气是不均匀的,越高则密度越小,因此太阳光穿过大气层时会发生折射,故A错误;
B.太阳光照在人身上仍然遵循光的反射定律,故B错误;
C.天文望远镜的镜头为凸透镜,月球环形山在其中成倒立缩小的实像,故C错误;
D.白光经三棱镜分解成的彩色光,可通过凸透镜合成白光,故D正确。
故选D。
【分析】(1)根据光在空气中的传播特点判断;
(2)所有的反射都遵循光的反射定律;
(3)根据凸透镜成像的特点判断;
(4)根据光的色散的知识判断。
3.【答案】B
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】根据题意可知,甲、乙两烧杯各装水的质量相等,水的初始温度相同,
根据Q吸=cmΔt可知,水沸腾前,两杯水吸收的热量相等。
且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,
则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为:,;
所以整个过程乙杯中的水吸收的热量更多,故A错误;
前3分钟乙刚好沸腾,那么吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(98℃-18℃)=3.36×104J,故B正确;
整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量为:Q煤油=q煤油m煤油=4.6×107J/kg×2.5×10-3kg=1.15×105J,故C错误;
在整个过程中,燃烧4g酒精所释放的热量为:Q酒精=q酒精m酒精=3.0×107J/kg×4×10-3kg=1.2×105J,
可得酒精灯加热的效率为,故D错误。
故选B。
【分析】(1)根据Q吸=cmΔt可求出水沸腾前两杯水吸收的热量相等;且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,根据图片显示的时间长度可分别计算出甲、乙两杯水整个过程所吸收的热量;
(2)根据Q煤=q煤m煤可计算出整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量;
(3)根据Q酒=q酒m酒可计算出燃烧4g酒精所释放的热量,根据可计算出酒精灯加热的效率。
4.【答案】B,D
【知识点】滑轮组及其工作特点;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,承担拉力的绳子段数n=2,则绳子自由端移动的距离s=nh=(2m+3m)×2=10m,故A错误;
B.根据乙图可知,ab段拉力为60N,则拉力做功Wab=Fabsab=60N×(2m×2)=240J;
bc段拉力为100N,则拉力做功Wbc=Fbcsbc=100N×(3m×2)=600J;
则拉力F做的功:W总=Wab+Wbc=240J+600J=840J。
故B正确;
滑轮组对动滑轮做额外功,动滑轮的重力不变,但是hab滑轮组的机械效率:;
bc段自由端的拉力变大,则bc段作用在动滑轮上的拉力FM变大,
那么滑轮组的机械效率变大。
故D正确。
故选BD。
【分析】(1)根据图片确定承担拉力的绳子段数n,然后根据s=nh计算自由端移动的距离;
(2)根据乙图确定ab段和bc段物体移动的距离,然后根据s=nh分别计算出自由端移动的距离,然后根据W=Fs分别计算出拉力做的功,最后将二者相加即可。
(3)根据W额=G动h计算即可;
(4)根据公式计算比较即可。
5.【答案】A,C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,只有R1连入电路,电流表测量电路中电流,
根据可得,电源电压:U=I1R1=0.8A×30Ω=24V,故A正确;
B.当开关S接通触点2,滑动变阻器和R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,
当滑动变阻器连入电路的阻值为0时,
电路中的电流为:,
已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表量程为0~3A,则电路是安全的,
所以滑动变阻器连入电路的最小阻值为0;
电压表量程为0~15V,则当电压表的示数U2大=15V时,变阻器接入电路中的电阻最大,
此时R2两端的最小电压:U2小=U-U滑大=24V-15V=9V,
则电路中的最小电流:,
变阻器接入电路中的最大阻值:,
所以R'的范围为0~33.3Ω,故B错误;
C.因只有R1连入电路时电流为0.8A,只有R2连入电路时电流为1.2A,
已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表量程为0~3A,
所以当改变滑片位置、开关S接不同触点,无论滑动变阻器与R1串联或与R2串联,则电路中的最大电流为1.2A,即:I大=1.2A;
当滑动变阻器与R1串联时,当电压表的示数U1大=15V时,变阻器接入电路中的电阻最大,
此时R1两端的最小电压:U1小=U-U滑大′=24V-15V=9V,
则电路中的最小电流:,
当滑动变阻器与R2串联时,电路中的最小电流:I′=0.45A,
由此可知:当改变滑片位置、开关S接不同触点,电路中的最小电流:I小=I″=0.3A,
则I大:I小=1.2A:0.3A=4:1,故C正确;
D.电路工作的最小功率P小=UI小=24V×0.3A=7.2W。
故选AC。
【分析】(1)当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,只有R1连入电路,电流表测量电路中电流,根据欧姆定律得出电源电压;
(2)当开关S接通触点2,滑动变阻器和R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,为保障电路安全,
滑动变阻器连入电路的阻值为0时求出此时电路中的电流,根据滑动变阻器的铭牌和电流表的量程可知电路是安全,据此可判断滑动变阻器连入电路的最小阻值;
根据电压表的量程可知当滑动变阻器两端的电压最大时电路中的电流最小,根据欧姆定律和串联电路的特点即可求出滑动变阻器连入电路的最大阻值;
(3)在保障电路安全的情况下,根据滑动变阻器的铭牌和电流表的量程可知电路中的最大电流;
因R1=30Ω>R2=20Ω,根据电阻的串并联特点和串联电路的分压特点可知当滑动变阻器和R1串联时滑动变阻器分得的电压最大时连入电路的电阻最大,此时电路中电流最小,根据串联电路的特点和欧姆定律求出最小电流,然后求出I大:I小的比值;
(4)利用P=UI即可求出电路工作的最小功率。
6.【答案】(1)C
(2)电动机两端的电压更大
(3)d
(4)1950
【知识点】电阻的并联;电功率的计算
【解析】【解答】(1)A. 说明书提示“请勿在手湿的情况下使用”,主要是为了防止触电或引发短路,故A正确不合题意;
B. 说明书提示“请勿在使用过程中用手触摸出风口”,主要是为了避免烫伤 ,故B正确不合题意;
C. 电吹风额定功率是指电吹风正常工作时的最大发热功率和电动机的功率之和,故C错误符合题意;
D. 绕电阻丝的支架应采用绝缘、耐高温材料制作,故D正确不合题意。
故选C。
(2)开关S与0、1两触点接触时,电动机与R1串联,电动机两端的电压肯定小于电源电压;
开关S与2、3两触点接触时,电动机与电阻R2并联,此时电动机的电压等于电源电压;
比较可知,电动机两端的电压增大了。
那么:两档相比,电动机在“快速高温”档转得更快,原因是:电动机两端的电压更大。
(3)双金属片开关自动断开后,电吹风停止工作,即电动机和发热丝都没有电流经过,因此它应该在干路上,故选d。
(4)电吹风消耗的电能:W=2127.36kW·h-2127.23kW·h=0.13kW·h;
则电吹风此时的功率为:。
【分析】(1)①②根据安全用电,以及电吹风的工作情况判断;
③电吹风正常工作时,电动机和电热丝一起工作;
④根据电阻丝的工作环境的特点判断。
(2)根据图片比较电动机两端的电压大小即可;
(3)在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关只能它所在支路上的用电器;
(4)首先将电能表的示数相减得到电吹风消耗的电能,再根据计算它的实际功率。
7.【答案】(1)解:容器A对水平桌面的压力
容器A对水平桌面的压强
(2)解:B的密度
假设B漂浮
此时需要的最少水量
,所以,B一定处于漂浮状态。
由体积关系得,水面上升的距离为
由 得,水对容器底部的压强变化量为
(3)解:研究B、C这个整体,假设沉底,C露出水面
则容器内水的深度
受到的浮力
, ,所以假设成立,B、C沉底。
此时,C物体浸入水中的深度
C受到的浮力
所以C对B的压力
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)容器A对桌面的压力等于容器A和里面水的总重力,再根据公式计算容器A对桌面的压强;
(2)首先根据公式 计算B的密度,然后与水的比较进行比较,从而确定B在水中的状态。接下来根据浮沉条件计算出B漂浮时受到的浮力,根据阿基米德原理 计算出此时B排开水的体积,并根据h排=计算出此时水的深度,这也是B漂浮时容器内水的最小深度。接下来根据 计算出此时注入水的最小体积,并与144g水的体积进行比较,从而确定能否满足漂浮需要。接下来根据 计算出水面上升的高度,最后根据液体压强公式△p=ρ液g△h计算出水对容器底部压强的变化量。
(3)先将BC看作一个整体,假设它们沉底,而C露出水面,首先根据 计算出容器内水的深度,再根据V排2=SBh水计算出B排开水的体积,接下来根据阿基米德原理 计算受到的浮力,然后与BC的总重力进行比较,从而确定假设是成立的。
接下来根据h=h水-hB计算出C浸入水中的深度,再根据阿基米德原理计算C受到的浮力,最后将C的重力与浮力相减得到C对B的压力。
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四川省成都市2023年中考物理试卷 B卷
一、选择题(每小题2分,共10分。有的小题只有一个选项符合题目要求;有的小题有二个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分)
1.(2023·成都)我们生活在能量的世界,社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识,下列说法正确的是(  )
A.做功过程实质是能量的转化或转移过程
B.能量转化具有方向性,所以能量不守恒
C.核燃料能量转化效率可达100%,需大力发展
D.煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
【答案】A
【知识点】能量守恒;能量及其存在的不同形式
【解析】【解答】A.做功的过程是能量转化或转移的过程,例如:摩擦生热,机械能转化为内能;风吹帆船前行,属于机械能的转移,故A正确;
B.能量的转移与转化具有方向性,所有能量在转化和转移的过程中,能量是守恒的,故B错误;
C.由于有不可避免的损耗,核燃料能量转化的效率不可能达100%,故C错误;
D.远古时期陆地和海洋的植物通过光合作用,将太阳能转化为生物质能,它们死后身体埋藏在地下和海底腐烂,多年之后形成化石能源,所以煤、石油、天然气等化石能源其根本来源是太阳能,故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据做功的本质判断;
(2)根据能量守恒定律判断;
(3)由于有不可避免的能量损耗,能量转化的效率不可能达100%;
(4)人们使用的风能、水能、化石能源都是间接来源于太阳能。
2.(2023·成都)“因为有了光,自然界才绚丽多彩,世界才生机勃勃……”,下列对光现象描述正确的是(  )
A.太阳发出的光沿直线传播到达学校操场
B.太阳光照在人身上的反射不遵循光的反射定律
C.通过天文望远镜看到月球环形山,此时像与物等大
D.白光经三棱镜分解成的彩色光,可通过凸透镜合成白光
【答案】D
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射;光的色散;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.地面上方的空气是不均匀的,越高则密度越小,因此太阳光穿过大气层时会发生折射,故A错误;
B.太阳光照在人身上仍然遵循光的反射定律,故B错误;
C.天文望远镜的镜头为凸透镜,月球环形山在其中成倒立缩小的实像,故C错误;
D.白光经三棱镜分解成的彩色光,可通过凸透镜合成白光,故D正确。
故选D。
【分析】(1)根据光在空气中的传播特点判断;
(2)所有的反射都遵循光的反射定律;
(3)根据凸透镜成像的特点判断;
(4)根据光的色散的知识判断。
3.(2023·成都)小美在老师指导下进行了以下实验:甲、乙两烧杯各装100g水,用酒精灯加热甲烧杯,煤油灯加热乙烧杯,直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯,测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像(如图)。若水沸腾前质量不改变,同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,,,,则下列说法正确的是(  )
A.整个过程,甲杯中的水吸收的热量更多
B.前3分钟,乙杯中的水吸收的热量为
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为
D.酒精灯加热的效率为28%
【答案】B
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】根据题意可知,甲、乙两烧杯各装水的质量相等,水的初始温度相同,
根据Q吸=cmΔt可知,水沸腾前,两杯水吸收的热量相等。
且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,
则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为:,;
所以整个过程乙杯中的水吸收的热量更多,故A错误;
前3分钟乙刚好沸腾,那么吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(98℃-18℃)=3.36×104J,故B正确;
整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量为:Q煤油=q煤油m煤油=4.6×107J/kg×2.5×10-3kg=1.15×105J,故C错误;
在整个过程中,燃烧4g酒精所释放的热量为:Q酒精=q酒精m酒精=3.0×107J/kg×4×10-3kg=1.2×105J,
可得酒精灯加热的效率为,故D错误。
故选B。
【分析】(1)根据Q吸=cmΔt可求出水沸腾前两杯水吸收的热量相等;且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,根据图片显示的时间长度可分别计算出甲、乙两杯水整个过程所吸收的热量;
(2)根据Q煤=q煤m煤可计算出整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量;
(3)根据Q酒=q酒m酒可计算出燃烧4g酒精所释放的热量,根据可计算出酒精灯加热的效率。
4.(2023·成都)如图甲所示装置,小欢用力F向下拉绳子,使物体M在水平地面匀速移动,地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N,动滑轮重为5N,,。物体M从a点到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系如图乙,不考虑物体大小对运动的影响,忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦,对此过程的分析,下列结论正确的是(  )
A.绳子自由端移动的距离为15m
B.拉力F做的功为840J
C.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
D.物体从ab段到bc段,滑轮组的机械效率变大
【答案】B,D
【知识点】滑轮组及其工作特点;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,承担拉力的绳子段数n=2,则绳子自由端移动的距离s=nh=(2m+3m)×2=10m,故A错误;
B.根据乙图可知,ab段拉力为60N,则拉力做功Wab=Fabsab=60N×(2m×2)=240J;
bc段拉力为100N,则拉力做功Wbc=Fbcsbc=100N×(3m×2)=600J;
则拉力F做的功:W总=Wab+Wbc=240J+600J=840J。
故B正确;
滑轮组对动滑轮做额外功,动滑轮的重力不变,但是hab滑轮组的机械效率:;
bc段自由端的拉力变大,则bc段作用在动滑轮上的拉力FM变大,
那么滑轮组的机械效率变大。
故D正确。
故选BD。
【分析】(1)根据图片确定承担拉力的绳子段数n,然后根据s=nh计算自由端移动的距离;
(2)根据乙图确定ab段和bc段物体移动的距离,然后根据s=nh分别计算出自由端移动的距离,然后根据W=Fs分别计算出拉力做的功,最后将二者相加即可。
(3)根据W额=G动h计算即可;
(4)根据公式计算比较即可。
5.(2023·成都)如图所示的电路,电源电压U恒定不变,,,滑动变阻器标有“”字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A。当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,电流表的示数为0.8A;当开关S接通触点2,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值为;当改变滑片位置、开关S接不同触点,在保障电路安全的情况下,电路工作的最大电流和最小电流分别为和。下列计算正确的是(  )
A. B.的范围为
C. D.电路工作的最小功率
【答案】A,C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,只有R1连入电路,电流表测量电路中电流,
根据可得,电源电压:U=I1R1=0.8A×30Ω=24V,故A正确;
B.当开关S接通触点2,滑动变阻器和R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,
当滑动变阻器连入电路的阻值为0时,
电路中的电流为:,
已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表量程为0~3A,则电路是安全的,
所以滑动变阻器连入电路的最小阻值为0;
电压表量程为0~15V,则当电压表的示数U2大=15V时,变阻器接入电路中的电阻最大,
此时R2两端的最小电压:U2小=U-U滑大=24V-15V=9V,
则电路中的最小电流:,
变阻器接入电路中的最大阻值:,
所以R'的范围为0~33.3Ω,故B错误;
C.因只有R1连入电路时电流为0.8A,只有R2连入电路时电流为1.2A,
已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表量程为0~3A,
所以当改变滑片位置、开关S接不同触点,无论滑动变阻器与R1串联或与R2串联,则电路中的最大电流为1.2A,即:I大=1.2A;
当滑动变阻器与R1串联时,当电压表的示数U1大=15V时,变阻器接入电路中的电阻最大,
此时R1两端的最小电压:U1小=U-U滑大′=24V-15V=9V,
则电路中的最小电流:,
当滑动变阻器与R2串联时,电路中的最小电流:I′=0.45A,
由此可知:当改变滑片位置、开关S接不同触点,电路中的最小电流:I小=I″=0.3A,
则I大:I小=1.2A:0.3A=4:1,故C正确;
D.电路工作的最小功率P小=UI小=24V×0.3A=7.2W。
故选AC。
【分析】(1)当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,只有R1连入电路,电流表测量电路中电流,根据欧姆定律得出电源电压;
(2)当开关S接通触点2,滑动变阻器和R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,为保障电路安全,
滑动变阻器连入电路的阻值为0时求出此时电路中的电流,根据滑动变阻器的铭牌和电流表的量程可知电路是安全,据此可判断滑动变阻器连入电路的最小阻值;
根据电压表的量程可知当滑动变阻器两端的电压最大时电路中的电流最小,根据欧姆定律和串联电路的特点即可求出滑动变阻器连入电路的最大阻值;
(3)在保障电路安全的情况下,根据滑动变阻器的铭牌和电流表的量程可知电路中的最大电流;
因R1=30Ω>R2=20Ω,根据电阻的串并联特点和串联电路的分压特点可知当滑动变阻器和R1串联时滑动变阻器分得的电压最大时连入电路的电阻最大,此时电路中电流最小,根据串联电路的特点和欧姆定律求出最小电流,然后求出I大:I小的比值;
(4)利用P=UI即可求出电路工作的最小功率。
二、综合题(共10分。第7题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分)
6.(2023·成都)某品牌电吹风铭牌上标有“220V 2000W”字样,有“断开、冷风、慢速中温、快速高温”四个档位。物理兴趣小组同学把此款电吹风拆解后,发现有两条不同的电阻丝绕于支架上并置于出风筒内,经研究后画出了简化电路图(如图)。
(1)同学们研究说明书和电吹风内部结构后,有以下认识,其中不合理的是______。
A.说明书提示“请勿在手湿的情况下使用”,主要是为了防止触电或引发短路
B.说明书提示“请勿在使用过程中用手触摸出风口”,主要是为了避免烫伤
C.电吹风额定功率是指电吹风正常工作时的最大发热功率
D.绕电阻丝的支架应采用绝缘、耐高温材料制作
(2)开关S与0、1两触点接触时,电吹风处于“慢速中温”档;开关S与2、3两触点接触时,电吹风处于“快速高温”档。两档相比,电动机在“快速高温”档转得更快,原因是   。
(3)同学们进一步研究发现该电吹风具有过热自动断电保护功能,其内部有一个双金属片开关,当温度达到设定值,双金属片开关自动断开,电吹风停止工作,待温度下降到安全值后又自动接通。则双金属片开关应安装在图中的   点(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(4)同学们在组长家中采用以下步骤测量电吹风的实际功率:
①测量开始前关闭家中所有用电器,记录智能电能表示数为;
②将电吹风调至“快速高温”档工作4分钟断开开关,记录电能表示数为;
③根据实验数据,计算电吹风在“快速高温”档工作的实际功率为   W。
【答案】(1)C
(2)电动机两端的电压更大
(3)d
(4)1950
【知识点】电阻的并联;电功率的计算
【解析】【解答】(1)A. 说明书提示“请勿在手湿的情况下使用”,主要是为了防止触电或引发短路,故A正确不合题意;
B. 说明书提示“请勿在使用过程中用手触摸出风口”,主要是为了避免烫伤 ,故B正确不合题意;
C. 电吹风额定功率是指电吹风正常工作时的最大发热功率和电动机的功率之和,故C错误符合题意;
D. 绕电阻丝的支架应采用绝缘、耐高温材料制作,故D正确不合题意。
故选C。
(2)开关S与0、1两触点接触时,电动机与R1串联,电动机两端的电压肯定小于电源电压;
开关S与2、3两触点接触时,电动机与电阻R2并联,此时电动机的电压等于电源电压;
比较可知,电动机两端的电压增大了。
那么:两档相比,电动机在“快速高温”档转得更快,原因是:电动机两端的电压更大。
(3)双金属片开关自动断开后,电吹风停止工作,即电动机和发热丝都没有电流经过,因此它应该在干路上,故选d。
(4)电吹风消耗的电能:W=2127.36kW·h-2127.23kW·h=0.13kW·h;
则电吹风此时的功率为:。
【分析】(1)①②根据安全用电,以及电吹风的工作情况判断;
③电吹风正常工作时,电动机和电热丝一起工作;
④根据电阻丝的工作环境的特点判断。
(2)根据图片比较电动机两端的电压大小即可;
(3)在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关只能它所在支路上的用电器;
(4)首先将电能表的示数相减得到电吹风消耗的电能,再根据计算它的实际功率。
7.(2023·成都)如图所示,薄壁长方体容器A放在水平桌面上,底面积为,高为12cm,质量为。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm,质量分别为,。已知,。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。
(1)求容器A对水平桌面的压强。
(2)若将B缓慢放入容器中,请分析B平衡时的状态,并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量。
(3)若将C放在B上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时C与B的接触面水平,求C对B的压力。
【答案】(1)解:容器A对水平桌面的压力
容器A对水平桌面的压强
(2)解:B的密度
假设B漂浮
此时需要的最少水量
,所以,B一定处于漂浮状态。
由体积关系得,水面上升的距离为
由 得,水对容器底部的压强变化量为
(3)解:研究B、C这个整体,假设沉底,C露出水面
则容器内水的深度
受到的浮力
, ,所以假设成立,B、C沉底。
此时,C物体浸入水中的深度
C受到的浮力
所以C对B的压力
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)容器A对桌面的压力等于容器A和里面水的总重力,再根据公式计算容器A对桌面的压强;
(2)首先根据公式 计算B的密度,然后与水的比较进行比较,从而确定B在水中的状态。接下来根据浮沉条件计算出B漂浮时受到的浮力,根据阿基米德原理 计算出此时B排开水的体积,并根据h排=计算出此时水的深度,这也是B漂浮时容器内水的最小深度。接下来根据 计算出此时注入水的最小体积,并与144g水的体积进行比较,从而确定能否满足漂浮需要。接下来根据 计算出水面上升的高度,最后根据液体压强公式△p=ρ液g△h计算出水对容器底部压强的变化量。
(3)先将BC看作一个整体,假设它们沉底,而C露出水面,首先根据 计算出容器内水的深度,再根据V排2=SBh水计算出B排开水的体积,接下来根据阿基米德原理 计算受到的浮力,然后与BC的总重力进行比较,从而确定假设是成立的。
接下来根据h=h水-hB计算出C浸入水中的深度,再根据阿基米德原理计算C受到的浮力,最后将C的重力与浮力相减得到C对B的压力。
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